지난주에는 필름 콘덴서의 권선 공정에 대해 소개했고, 이번 주에는 필름 콘덴서의 핵심 기술에 대해 이야기해 보겠습니다.

1. 정전압 제어 기술

작업 효율을 높이기 위해 권선 높이는 일반적으로 수 마이크론 정도로 높습니다. 따라서 고속 권선 공정에서 필름 소재의 장력을 일정하게 유지하는 것이 매우 중요합니다. 설계 과정에서 기계 구조의 정확성뿐만 아니라 완벽한 장력 제어 시스템 또한 고려해야 합니다.

제어 시스템은 일반적으로 장력 조절 메커니즘, 장력 감지 센서, 장력 조절 모터, 전환 메커니즘 등 여러 부분으로 구성됩니다. 장력 제어 시스템의 개략도는 그림 3에 나와 있습니다.

필름 콘덴서는 권선 후 일정 정도의 강성을 유지해야 하는데, 초기에는 스프링을 감쇠 장치로 사용하여 권선 장력을 제어하는 ​​방식을 사용했습니다. 하지만 이 방식은 권선 과정에서 권선 모터의 가속, 감속, 정지 시 장력이 고르지 않게 분포되어 콘덴서가 쉽게 변형되거나 불량해지고, 콘덴서 손실 또한 커지는 문제가 있었습니다. 따라서 권선 과정에서는 일정한 장력을 유지해야 하며, 그 공식은 다음과 같습니다.

F=K×B×H

이 공식에서:F-테시온

             K-테션 계수

             B-필름 폭(mm)

            시간-필름 두께(μm)

예를 들어, 필름 폭이 9mm이고 필름 두께가 4.8μm인 경우, 장력은 1.2×9×4.8=0.5(N)입니다.

식(1)로부터 장력의 범위를 도출할 수 있다. 선형성이 좋은 와류 스프링을 장력 설정으로 선택하고, 비접촉 자기 유도 전위계를 장력 피드백 검출로 사용하여 권선 모터 동안 권선 해제 DC 서보 모터의 출력 토크와 방향을 제어하여 권선 과정 전체에 걸쳐 장력이 일정하게 유지되도록 한다.

2. 권선 제어 기술

 커패시터 코어의 용량은 권선 수와 밀접한 관련이 있으므로 커패시터 코어의 정밀 제어는 핵심 기술입니다. 커패시터 코어의 권선은 일반적으로 고속으로 이루어집니다. 권선 수는 용량 값에 직접적인 영향을 미치기 때문에 권선 수 제어 및 계수에는 높은 정확도가 요구되며, 이는 일반적으로 고속 계수 모듈이나 높은 검출 정확도를 가진 센서를 사용하여 구현됩니다. 또한, 권선 과정에서 재료의 장력 변화를 최소화해야 하므로(그렇지 않으면 재료에 진동이 발생하여 용량 정확도에 영향을 미침), 권선에는 효율적인 제어 기술이 필수적입니다.

분할 속도 제어와 적절한 가속/감속 및 가변 속도 처리는 보다 효과적인 방법 중 하나입니다. 즉, 서로 다른 권선 구간에 대해 서로 다른 권선 속도를 사용하고, 가변 속도 구간에서는 적절한 가변 속도 곡선을 사용하여 가속 및 감속을 적용함으로써 진동을 제거하는 등의 방식입니다.

3. 탈금속화 기술

 여러 겹의 재료가 서로 겹쳐 감겨 있으며, 외부 및 접합면에서 열 밀봉 처리가 필요합니다. 플라스틱 필름 재료를 추가하지 않고 기존의 금속 필름을 사용하며, 외부 밀봉 전에 탈금속화 기술을 통해 금속 도금을 제거하여 플라스틱 필름을 얻습니다.

이 기술은 재료비를 절감하는 동시에 커패시터 코어의 외경을 줄일 수 있습니다(코어 용량이 동일한 경우). 또한, 탈금속화 기술을 사용하면 코어 계면에서 특정 층(또는 두 층)의 금속막 코팅을 사전에 제거할 수 있으므로 단락 회로 발생을 방지하여 코일 코어의 수율을 크게 향상시킬 수 있습니다. 그림 5에서 알 수 있듯이, 동일한 제거 효과를 얻기 위해 제거 전압은 0V에서 35V까지 조절 가능하도록 설계되었습니다. 고속 권선 후 탈금속화를 위해서는 회전 속도를 200r/min에서 800r/min 사이로 낮춰야 합니다. 제품에 따라 전압과 속도를 다르게 설정할 수 있습니다.

4. 열 밀봉 기술

 열 밀봉은 권선형 커패시터 코어의 품질에 영향을 미치는 핵심 기술 중 하나입니다. 열 밀봉이란 그림 6과 같이 고온의 납땜 인두를 사용하여 코일형 커패시터 코어의 접합면에 플라스틱 필름을 압착하고 접착하는 공정입니다. 코어가 느슨하게 말리지 않도록 하려면 접합이 확실하게 이루어져야 하며, 단면이 평평하고 깔끔해야 합니다. 열 밀봉 효과에 영향을 미치는 주요 요인으로는 온도, 열 밀봉 시간, 코어 권선 속도 등이 있습니다.

일반적으로 열 밀봉 온도는 필름 두께와 재질에 따라 달라집니다. 동일한 재질의 필름 두께가 3μm인 경우 열 밀봉 온도는 280℃에서 350℃ 사이이고, 필름 두께가 5.4μm인 경우에는 300℃에서 380℃ 사이로 조절해야 합니다. 열 밀봉 깊이는 열 밀봉 시간, 압착 정도, 납땜 인두 온도 등과 직접적인 관련이 있습니다. 열 밀봉 깊이를 정확하게 조절하는 것은 고품질 콘덴서 코어 생산에 매우 중요합니다.

5. 결론

 최근 몇 년간 국내 장비 제조업체들은 연구 개발을 통해 필름 콘덴서 권선 장비를 개발해 왔습니다. 이들 장비는 재료 두께, 권선 속도, 탈금속 기능, 권선 제품 범위 등 여러 면에서 국내외 동급 제품보다 우수하며, 국제적인 수준의 첨단 기술을 자랑합니다. 본 글에서는 필름 콘덴서 권선 기술의 핵심적인 몇 가지 기술을 간략하게 소개하고자 합니다. 앞으로도 국내 필름 콘덴서 생산 공정 관련 기술의 지속적인 발전을 통해 중국 필름 콘덴서 제조 장비 산업의 활발한 발전을 이끌어 나가기를 기대합니다.